Depuis l'\u00e9dition 2014 de la norme ASME B31.3, les tubes en acier au carbone \u00e0 paroi \u00e9paisse sont exempt\u00e9s des exigences relatives au traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) ; seul un soudage en plusieurs passes est requis et aucun pr\u00e9chauffage n'est n\u00e9cessaire. Des inqui\u00e9tudes ont \u00e9t\u00e9 exprim\u00e9es quant au fait que de telles exemptions pourraient pr\u00e9senter un risque pour la s\u00e9curit\u00e9.<\/p>\n
Ce document, parrain\u00e9 par l'EPRI et r\u00e9dig\u00e9 par les membres de l'\u00e9quipe RRAC, a pour objectif d'appuyer les modifications apport\u00e9es aux exigences minimales en mati\u00e8re de temp\u00e9rature de traitement thermique post-soudage (PWHT) des normes B31.1 et B31.3, ainsi que des modifications similaires figurant dans d'autres normes.<\/p>\n
Les exigences minimales de la norme ASME B31.3 en mati\u00e8re de temp\u00e9rature de pr\u00e9chauffage varient consid\u00e9rablement d'un code ou d'une norme \u00e0 l'autre, ce qui refl\u00e8te peut-\u00eatre les diff\u00e9rentes conditions d'utilisation prises en compte par chacun d'entre eux. De r\u00e9elles pr\u00e9occupations apparaissent lorsque les exigences d'un code ou d'une norme semblent excessives d'un point de vue technique \u2013 comme c'est le cas, par exemple, des exigences relatives au traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) pour les aciers au carbone.<\/p>\n
La temp\u00e9rature de traitement thermique post-soudage (PWHT) prescrite par la norme est proche des temp\u00e9ratures critiques inf\u00e9rieures des aciers au carbone, ce qui peut entra\u00eener l'apparition de fissures de r\u00e9chauffage dans les zones soud\u00e9es et affaiblir consid\u00e9rablement leur r\u00e9sistance. Des \u00e9tudes ont toutefois r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que la duret\u00e9 et la t\u00e9nacit\u00e9 des soudures P n\u00b0 4 peuvent encore \u00eatre maintenues apr\u00e8s un traitement thermique post-soudage (PWHT) \u00e0 des temp\u00e9ratures inf\u00e9rieures \u00e0 celles sp\u00e9cifi\u00e9es par les exigences actuelles du code.<\/p>\n
M\u00eame si certaines inqui\u00e9tudes peuvent exister, le maintien des exigences actuelles en mati\u00e8re de pr\u00e9chauffage et de traitement thermique post-soudage (PWHT) pour la norme P n\u00b0 4 b\u00e9n\u00e9ficie d\u2019un large soutien. Une \u00e9tude commandit\u00e9e par l\u2019EPRI a montr\u00e9 que le traitement thermique post-soudage (PWHT) pouvait \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 \u00e0 des temp\u00e9ratures inf\u00e9rieures \u00e0 celles actuellement requises par les normes B31.1 et B31.3, tout en garantissant des propri\u00e9t\u00e9s acceptables du mat\u00e9riau. Cela permettrait d\u2019offrir une plus grande flexibilit\u00e9 de conception, une marge de s\u00e9curit\u00e9 accrue pour les assemblages de mat\u00e9riaux dissemblables et d\u2019\u00e9liminer la formation de fissures au niveau des zones de soudure dans les mat\u00e9riaux de type P n\u00b0 4 sensibles \u00e0 ce ph\u00e9nom\u00e8ne.<\/p>\n
La norme ASME B31.3 exige que les mat\u00e9riaux atteignent une temp\u00e9rature minimale de pr\u00e9chauffage \u00e0 partir de laquelle le traitement thermique post-soudage (PWHT) peut commencer. Le PWHT est un proc\u00e9d\u00e9 contr\u00f4l\u00e9 au cours duquel les assemblages soud\u00e9s sont chauff\u00e9s \u00e0 une temp\u00e9rature inf\u00e9rieure \u00e0 leur temp\u00e9rature critique inf\u00e9rieure de transformation pendant une dur\u00e9e sp\u00e9cifi\u00e9e, afin de r\u00e9duire les contraintes r\u00e9siduelles et les modifications microstructurales caus\u00e9es par le soudage ; en outre, il peut contribuer \u00e0 augmenter la duret\u00e9 en renfor\u00e7ant les processus de durcissement pendant le traitement PWHT.<\/p>\n
L'\u00e9dition 2014 de la norme ASME B31.3 a introduit plusieurs modifications importantes concernant les exigences en mati\u00e8re de traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) pour les canalisations de process, en particulier pour les assemblages soud\u00e9s en acier au carbone conformes aux exigences de la section VIII, division 1, de l'ASME, qui devaient auparavant faire l'objet d'un recuit apr\u00e8s soudage (PWA).<\/p>\n
Cette modification a \u00e9t\u00e9 mise en \u0153uvre \u00e0 la demande du RRAC, qui a soulign\u00e9 que les temp\u00e9ratures de PWHT pr\u00e9vues par les normes ASME B31.1 et B31.3 sont proches des temp\u00e9ratures critiques inf\u00e9rieures de transformation de leurs mat\u00e9riaux, ce qui entra\u00eene des pertes inutiles de capacit\u00e9 de durcissement dues \u00e0 une surchauffe. Pour rem\u00e9dier \u00e0 ce probl\u00e8me, le rapport a recommand\u00e9 de modifier les exigences relatives au PWHT pour les situer entre 1 200 et 1 300 \u00b0F. De plus, une limite maximale de 150 degr\u00e9s au-dessus de la temp\u00e9rature du PWHT devrait \u00eatre fix\u00e9e, ce qui correspond davantage aux exigences de la norme BS 2633.<\/p>\n
Traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) des canalisations en acier au carbone. Ce traitement vise \u00e0 \u00e9viter la fissuration induite par l'environnement au niveau des joints des canalisations en acier au carbone, ainsi qu'\u00e0 r\u00e9duire les contraintes r\u00e9siduelles g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par le soudage tout en augmentant la t\u00e9nacit\u00e9 du m\u00e9tal soud\u00e9. De plus, le PWHT contribue \u00e0 att\u00e9nuer la d\u00e9gradation due \u00e0 l'environnement et \u00e0 prot\u00e9ger contre la corrosion.<\/p>\n
Les exigences en mati\u00e8re de traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) varient selon la norme et le groupe de mat\u00e9riaux. Par exemple, la norme B31.3 sp\u00e9cifie des dur\u00e9es de maintien minimales de 15 minutes pour les aciers faiblement alli\u00e9s et de 20 minutes pour les aciers 2.25%Cr-1%Mo, respectivement, en fonction des teneurs maximales en carbone et des \u00e9paisseurs de soudure autoris\u00e9es au sein de chaque groupe ; cette exigence de dur\u00e9e de maintien minimale s'applique aussi bien aux soudures \u00e0 passe unique qu'aux soudures \u00e0 passes multiples.<\/p>\n
Le PWHT n'est pas toujours n\u00e9cessaire ; c'est le cas, par exemple, des r\u00e9servoirs en acier soud\u00e9s, tels que les r\u00e9servoirs de stockage de p\u00e9trole. Bien qu'ils soient con\u00e7us pour r\u00e9sister \u00e0 des pressions pouvant atteindre 5 000 psi, le risque de rupture fragile demeure en raison des gradients de temp\u00e9rature extr\u00eames et des contraintes au niveau des joints de soudure.<\/p>\n
Les proc\u00e9d\u00e9s de traitement thermique post-soudage (PWHT) peuvent s'av\u00e9rer co\u00fbteux et peu pratiques ; c'est pourquoi certaines juridictions pr\u00e9voient des d\u00e9rogations pour les canalisations en acier au carbone. Par ailleurs, les exigences de la s\u00e9rie de normes B31.3 visent \u00e0 trouver un juste \u00e9quilibre entre s\u00e9curit\u00e9 et efficacit\u00e9 en mati\u00e8re de traitement thermique post-soudage.<\/p>\n
La norme ASME B31.3 est une norme nationale am\u00e9ricaine qui d\u00e9finit les exigences relatives aux canalisations utilis\u00e9es dans les raffineries de p\u00e9trole ; les usines chimiques, pharmaceutiques, d'hydrog\u00e8ne, textiles, de papier et de p\u00e2te \u00e0 papier ; les r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires ; les usines de semi-conducteurs ; ainsi que les centrales \u00e9lectriques ; les stations de compression de gaz naturel et les centrales de production d'\u00e9lectricit\u00e9. Elle traite des mat\u00e9riaux et des composants utilis\u00e9s pour la conception, la fabrication, l'assemblage, le montage, l'inspection et les essais des canalisations.<\/p>\n
Comme pour les soudures, les temp\u00e9ratures de pr\u00e9chauffage doivent \u00eatre adapt\u00e9es en fonction de l'\u00e9paisseur de chaque soudure. Les soudures minces peuvent n\u00e9cessiter des temp\u00e9ratures de pr\u00e9chauffage inf\u00e9rieures \u00e0 celles des soudures plus \u00e9paisses ; toutefois, la dur\u00e9e n\u00e9cessaire pour chaque \u00e9tape reste constante.<\/p>\n
Avant cette r\u00e9vision, les limites d'\u00e9paisseur des soudures soumises \u00e0 un traitement thermique post-soudage (PWHT) obligatoire avaient \u00e9t\u00e9 fix\u00e9es sur la base des bonnes pratiques d'ing\u00e9nierie et de l'exp\u00e9rience acquise. La m\u00e9canique de la rupture ayant \u00e9volu\u00e9 depuis la mise en place initiale de ces limites, qui s'appuyait alors sur les bonnes pratiques d'ing\u00e9nierie et l'exp\u00e9rience, celles-ci ont depuis \u00e9t\u00e9 r\u00e9vis\u00e9es \u00e0 la lumi\u00e8re des courbes d'exemption calcul\u00e9es en fonction de la t\u00e9nacit\u00e9, qui imposent des exigences d'\u00e9paisseur minimale de paroi plus \u00e9lev\u00e9es pour les aciers au carbone que leurs \u00e9quivalents ant\u00e9rieurs.<\/p>\n
Dans la plupart des cas, le soudage avec traitement thermique post-soudage (PWHT) impose d\u00e9sormais une \u00e9paisseur maximale de soudure de 19 mm, ce qui est nettement inf\u00e9rieur aux normes g\u00e9n\u00e9rales de construction telles que la norme BS 5400 (pour les ponts) ou \u00e0 d\u2019autres normes sp\u00e9cialis\u00e9es comme la norme ASME B31.1, qui r\u00e9git les appareils sous pression et les canalisations de transport d\u2019\u00e9nergie, ainsi que la norme API 650, qui r\u00e9git la construction de grands r\u00e9servoirs de stockage.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Depuis l'\u00e9dition 2014 de la norme ASME B31.3, les tubes \u00e9pais en acier au carbone sont exempt\u00e9s des exigences de traitement thermique post-soudure (PWHT), seuls les soudages multi-passes \u00e9tant requis et aucun pr\u00e9chauffage n'\u00e9tant n\u00e9cessaire. Certains se sont inqui\u00e9t\u00e9s du fait que de telles exemptions pourraient \u00eatre dangereuses. Ce document, parrain\u00e9 par l'EPRI et r\u00e9dig\u00e9 par des membres de l'\u00e9quipe du RRAC, vise \u00e0 ... <\/p>\n